血管性痴呆(VaD)是老年期痴呆的主要类型之一,主要表现为认知功能障碍。Ca2+信号异常是VaD发病机制研究的热点之一。重复经颅磁刺激(rTMS)对学习记忆障碍的修复倍受关注。本申请项目拟以大鼠海马CA1区神经元Ca2+通道为切入点,研究rTMS对VaD大鼠神经修复的机制。应用双侧颈总动脉结扎(2VO)方法制备VaD大鼠,通过Morris水迷宫行为学检测筛选符合痴呆标准的VaD大鼠模型;应用无创的rTMS对VaD大鼠进行干预;急性分离VaD模型组、高频rTMS干预组、低频rTMS干预组、正常对照组大鼠海马CA1区锥体神经元;应用膜片钳细胞贴附记录模式记录4组大鼠海马CA1区锥体神经元的Ca2+通道的活动,并进行数据分析;进一步应用免疫印迹分析验证Ca2+通道的表达变化。基于Ca2+通道的特性探讨rTMS修复VaD大鼠学习记忆功能障碍的机制,为rTMS在临床上治疗VaD提供新的思路和支持。
Vascular dementia;Repetitive transcranial magnetic stimulation;Ca2+ channel;learning and memory;hippocampus
本研究应用双侧颈总动脉结扎(2-Vessel Occlusion, 2VO)方法制备血管性痴呆(Vascular dementia, VaD)大鼠,通过Morris水迷宫行为学检测筛选符合痴呆标准的VaD大鼠模型;并将VaD大鼠分为以下各组VaD模型组、高频rTMS组、低频rTMS组。应用无创的rTMS对VaD大鼠进行干预后,对正常对照组、VaD模型组、高频rTMS组、低频rTMS组大鼠进行Morris水迷宫行为学检测,观察4组大鼠的学习记忆能力,结果发现不同的处理方法(2VO, 高频 rTMS与低频 rTMS)能够影响大鼠的空间学习记忆能力。对4组大鼠的海马CA1区神经元的形态进行光镜观察,结果发现经过高频 rTMS和低频 rTMS干预后,这两组大鼠的海马CA1区锥体神经元的形态较VaD模型组有了很大改善,并且背侧海马神经元数量显著增加;对4组大鼠海马CA1区神经元的超微结构进行电镜观察,发现与VaD模型组相比,高频rTMS组与低频rTMS组大鼠的突触形态更为规则,同时突触后膜增厚,且突触间隙清晰可见。急性分离4组大鼠海马CA1区锥体神经元,应用膜片钳细胞贴附记录模式记录 4组大鼠海马CA1区锥体神经元的L-型Ca2+单通道的活动,结果发现VaD模型组大鼠L-型Ca2+通道的开放概率增加,但经过高频rTMS组与低频rTMS干预后,L-型Ca2+通道的开放概率有所下降。同时培养脑片,应用全细胞膜片钳记录模式记录4组大鼠海马CA1区锥体神经元L-型Ca2+通道的全细胞电流,VaD模型组大鼠L-型Ca2+通道平均电流密度显著降低,经过高频rTMS组与低频rTMS干预后,L-型Ca2+通道平均电流密度显著增加,但仍低于正常组。进一步应用免疫印迹分析验证Ca2+通道的表达变化,发现各组大鼠海马CA1区神经元Cav1.2和Cav1.3的表达无显著差异。通过以上综合研究,我们从Ca2+通道的特性探讨了rTMS修复VaD大鼠学习记忆功能障碍的机制,为rTMS在临床上治疗VaD提供新的思路和支持。